【FFmpeg+Qt开发】编码流程 普通视频编码+示例详解 一学就会

目录

一、FFMPEG 编码

1.1编码流程

1.2编码示例

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本文主要是基于FFMPEG技术解码部分，继续延申，对FFMPEG编码部分进行详细介绍

希望对在学习FFMPEG技术的小伙伴们有所帮助！

一、FFMPEG 编码

1.1编码流程

编码：像素数据➡编码后➡压缩码流数据。

例如：将YUV的像素数据➡编码后➡得到H.264的压缩码流数据。

编码的流程图，如下所示：

​

编码与解码同理，在使用FFMPEG编码视频文件之前，要确定完成 注册所有组件 这一步骤

其中，包含了相关结构体，本文不做过多阐述，详细可于文末链接，查看解码部分内容。

编码思路分析：

1. 注册所有的组件
2. 根据需要的码流数据的格式，来猜测的需要的编码器
3. 打开目标文件流
4. 新建视频流
5. 设置编码器上下结构的一系列参数，为编码做好准备
6. 查找对应的编码器
7. 打开编码器
8. 读取普通视频数据 or 摄像头数据，进行解码，保证得到的是YUV的像素数据
9. 先写入编码的头部信息
10. 正式开始，进行编码，将一帧像素数据压缩成码流数据
11. 保存写入文件中
12. 得到最终的编码后的码流数据

下面，博主举例说明，对解码后的视频文件来进行编码，究竟是怎么样的操作呢？

1.2编码示例

解码类的定义：

class fecodec
{
public:
    fecodec();
    //注册组件
    void registerFFmpeg();
    //编码器 参数初始化
    void condeInit(char *flie_out);
    //编码
    void codecFrame(AVFrame *frame);
    //写入尾巴帧
    void writeEndFrame();
private:
    AVFormatContext *formatContent;//用来保存视频相关信息的结构体
    AVCodecContext *codecContent;//用来保存编解码信息的上下文结构体
    AVPacket *pkt;//码流包
    int pkt_inpex;//每一帧像素序号
    int flag;
};

具体实现如下：

注册所有组件

void fdecodec::registerFFmpeg()
{
    //注册所有的组件
    av_register_all();
}

猜测输出格式

/*猜测输出的格式是否存在：参数详解
  参数1：null
  参数2：输出文件名
  参数3：注册格式类型，用null
  返回值：猜到的转换格式，没匹配到，返回NULL
*/
formatContent=avformat_alloc_context();

//猜测编码器
AVOutputFormat  *outformat = av_guess_format(nullptr,file_out,nullptr);
if(outformat==nullptr)
    {
       qDebug()<<"猜测格式错误！";
       return;
    }

打开视频文件流

    //查找对应的编译器  设置视频信息最终的输出格式
    formatContent->oformat = outformat;//oformat输出的格式

    //打开视频流 文件流
    //参数1:输入输出的上下文对象
    //参数2:文件流路径
    //参数3:文件打开格式 写的方式
    int res=avio_open(&formatContext->pb,file_out,AVIO_FLAG_WRITE);
    if(res<0)
    {
        qDebug()<<"打开文件失败!";
        return;
    }

新建视频流

    //新建视频流
    //参数1：视频信息结构体
    //参数2：新建流 的 返回新建流 的地址
    AVStream *newStream =avformat_new_stream(formatContent,nullptr);
    if(newStream==nullptr)
    {
        qDebug()<<"打开视频流失败";
        return;
    }

编码器的参数设置：格式、宽、高、码率、帧率

/*数据初始化--AVCodecContext 编码器的上下文结构体，
保存视频编解码的相关信息,就可以得到解码器 id*/
    codecContent=newStream->codec;
    /*除了可以得到视频编解码的相关信息，编码的话还需要设置很多的参数
    首先是它的宽度和高度*/
    codecContent->width=640;
    codecContent->height=368;
    //设置码率，每一秒存的比特,这个值的设置也不要随意；码率太大，视频也会变大；
    codecContent->bit_rate=400000;
    //设置帧率-每一秒多少张图片--25 张
    codecContent->time_base={1,25};
    //设置显示的率，也叫码率
    codecContent->framerate={25,1};
/*设置每一组的图片数量，IPB 帧，I 帧存一帧的所有数据，P 帧根据 I 解码，B 帧根据前后的两帧解码；10 帧为一组；
后面的 10 帧解码不会与前 10 帧有关联。*/
    codecContent->gop_size=10;//官方建议 10 帧为一个单位
    //还有两个量化值需要设置:会影响视频的清晰度，越小越清晰，建议默认就可以了
    codecContent->qmax=51;
    codecContent->qmin=10;
    //设置一下 b 帧为 0，这样的话就只有 I 帧和 P 帧
    codecContent->max_b_frames=0;
    //设置编码格式--YUV420P 像素数据
    codecContent->pix_fmt=AV_PIX_FMT_YUV420P;
    //设置流的格式：视频流还是音频流--视频流
    codecContent->codec_type=AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
    //设置编码器的 id,根据匹配到的 AVOutputFormat 对应信息来设置
    codecContent->codec_id=outformat->video_codec;

根据猜测到的编码器ID查找编码器

    //根据编码器的id查找有没有这样的编码器存在
    AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(codecContent->codec_id);
    if(codec==nullptr)
    {
        qDebug()<<"编码器不存在!";
        return;
    }

找到之后打开编码器

    //打开编码器
    res = avcodec_open2(codecContent,codec,nullptr);
    if(res!=0)
    {
        qDebug()<<"打开编码器失败!";
        return;
    }

写入编码的头部信息，完成编码前的所有初始化工作

    //将编码相关的流信息写入到媒体的文件当中
    res = avformat_write_header(formatContent,nullptr);
    if(res<0)
    {
        qDebug()<<"写入头部信息失败!";
        return;
    }
    this->pkt_index=0;
    pkt=av_packet_alloc();
    qDebug()<<"编码初始化准备完毕！";

开始真正的编码 

    //frame是像素数据
    qDebug()<<"开始编码中！";

    //发送像素数据给编码器上下文结构体
    //参数1：编码器的上下文对象
    //参数2：发送的一帧yuv像素数据
    int res = avcodec_send_frame(codecContent,frame);
    if(res<0)
    {
        qDebug()<<"发送失败！";
        return;
    }

循环处理去接收码流数据、写入视频信息完成一帧编码

PS：编码的一帧像素数据给编码器进行编码的时候，可能一个 AVPacket 放不下，就需要两个
AVPacket。另外，将接收到的 AVPacket 码流数据写入视频信息中，完成一帧像素数据的编码。

    /*发送成功，进行编码的时候要注意：
     *有可能一帧的像素数据压缩之后一个AVPacket可能存不下
    */
    while (res>=0)//多次的打包 每一帧
    {
        //显示时间基 用来保存数据先后顺序的
        frame->pts = pkt_inpex++;
        //发送像素数据与接收压缩数据是配合使用的 合起来统称为编码
        //参数 1：是编码器上下文对象；
        //参数 2：用来保存压缩数据的 AVPacket
        //返回值：读完或者出错

        //接受编码之后的码流数据
        res = avcodec_receive_packet(codecContent,pkt);
        if(res == AVERROR(EAGAIN) || res == AVERROR_EOF)
        {
            //说明这一帧的像素数据一个包没有存完
            qDebug()<<"打包当中!";
        }
        else if(res<0)//失败了
        {
            qDebug()<<"打包失败!";
            return;
        }
        //设置当前这一帧是视频流 索引为0
        pkt->stream_index=0;
        //记得将编码得到的码流数据写入到文件当中
        av_interleaved_write_frame(forContent,pkt);
    }
    qDebug()<<"写入成功！";
    //packet使用完要清空 清空前面的码流->存储新的码流数据
    av_packet_unref(pkt);//清空处理
    qDebug()<<"编码完成一帧";   

写入尾巴帧、关闭输入流、释放空间

void fecodec::writeEndFrame()
{
    //写入尾巴帧信息
    av_write_trailer(formatContent);
    //关闭输入流
    avio_close(formatContent->pb);
    //释放视频信息
    avformat_free_context(formatContent);
}

基本流程已经完成，接下来结合前一篇文章（解码部分），把解码得到的像素数据给编码类去实现编码

fdecodec::fdecodec()
{
    ecode=new fecodec;
    ecode->registerFFmpeg();
    ecode->codecInit("fileout/code_frame.h264");
}

    QImage image((uchar *)pictureRGB->data[0],pictureRGB->width,pictureRGB->height,QImage::Format_RGB32);//像素数据
    emit sendImage(image);//实时播放
    emit SendImage(pictureYUV);//编码yuv像素数据

    ecode->writeEndFrame();//尾巴帧 编码
    qDebug()<<"编码完成！"<

测试主函数，代码如下：

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    //这边是自己创建的一个播放器界面
    PlayerWidget *play=new PlayerWidget;
    play->show();

    return a.exec();
}

保存的H.264文件及打开效果，如下所示：

H.264文件

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生成H.264打开效果

​FFMPEG技术---环境配置，详见:

FFmpeg+Qt开发（一）：Windows下 环境搭建 详细步骤_猿力猪的博客-CSDN博客_ffmpeg库

​FFMPEG技术---解码流程，详见:

FFmpeg+Qt开发（二）：解码流程 详细分析+代码示例 这一篇就够了_猿力猪的博客-CSDN博客_ffmpeg解码教程

​FFMPEG技术---转码流程，详见:

FFmpeg+Qt开发（四）：转码流程 H.264 转（mov、mp4、avi、flv）等视频格式 示例详解_猿力猪的博客-CSDN博客

✍ 本文主要介绍了FFmpeg技术中的编码部分，如有疑问，欢迎各位评论区学习交流!     

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